(57)【要約】【課題】３次元形状のソリッドモデルからシェルモデルを生成するのに要する工数を低減可能な設計支援技術を提供する。【解決手段】ソリッドモデルの読込手段１０と、ソリッドモデルの表面の対向面を検索する範囲設定のための閾値を設定する閾値設定手段１１と、対向面を前記閾値を上限値として検索する対向面検索手段１２と、表面とその対向面の中間に中立面を生成する中立面生成手段１３と、表面及び中立面のフリーエッジを検索するフリーエッジ検索手段１４と、検出されたフリーエッジを含む面を延長する延長手段１５と、延長された中立面を含む全ての中立面のうち交差する中立面を検索する交差中立面検索手段１６と、交差する中立面同士の交線を生成する交線生成手段１７と、交線近傍のフリーエッジを検索する交線近傍フリーエッジ検索手段１８と、交線から該フリーエッジまでのはみ出した面を削除する削除手段１９と、を備える。【選択図】図１
2010108408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元形状のソリッドモデルを読み込む読込手段と、
前記ソリッドモデルの表面に対して当該ソリッドモデルの実肉部を挟んで対向する対向面を、当該表面の法線方向に検索する範囲を設定するための閾値の入力を受ける閾値入力手段と、
前記ソリッドモデルの表面の前記対向面を、当該表面から、当該表面の法線方向であって前記ソリッドモデルの実肉部の有る向きに、前記閾値を上限値として検索する対向面検索手段と、
前記ソリッドモデルの表面と、前記対向面検索手段による検索の結果検出されたその対向面と、の対によって挟まれる前記ソリッドモデルの実肉部の内部における、当該表面及びその対向面の中間の位置に中立面を生成する中立面生成手段と、
前記ソリッドモデルの表面及び前記中立面生成手段により生成された中立面のフリーエッジを検出するフリーエッジ検索手段と、
前記フリーエッジ検索手段による検索の結果検出されたフリーエッジを含む面を、当該フリーエッジから所定の延長距離だけ延長する延長手段と、
前記延長手段によって延長された中立面を含む全ての中立面のうちから互いに交差する中立面を検索する交差中立面検索手段と、
前記交差中立面検索手段による検索の結果検出された交差する中立面同士の交線を生成する交線生成手段と、
前記交線生成手段によって生成された交線から、当該交線からの距離が前記延長距離以下の範囲内に存在するフリーエッジを検索する交線近傍フリーエッジ検索手段と、
前記交線から、前記交線近傍フリーエッジ検索手段による検索の結果検出されたフリーエッジまでの面を削除する削除手段と
を備える設計支援装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記対向面検索手段は、
前記ソリッドモデルの表面を複数のグループに分けるグループ分け手段と、
前記各グループについて、グループに属する表面の対向面を、当該表面から、当該表面の法線方向であって前記ソリッドモデルの実肉部の有る向きに、前記閾値を上限値として、且つ、当該表面の属するグループ内の表面に検索範囲を限定して検索するグループ内対向面検索手段と、
前記各グループについて、グループに属する表面と前記グループ内対向面検索手段による検索の結果検出されたその対向面との対を、前記グループ内対向面検索手段による検索対象から除外する検索対象除外手段と、
を備え、前記各グループについて、グループに属する表面の対向面が前記グループ内対向面検索手段によって当該グループ内に検出されなくなるまで、前記グループ内対向面検索手段及び前記検索範囲縮小手段による処理を繰り返すことを特徴とする設計支援装置。
【請求項３】
コンピュータが、
３次元形状のソリッドモデルを読み込む読込ステップと、
前記ソリッドモデルの表面に対して当該ソリッドモデルの実肉部を挟んで対向する対向面を、当該表面の法線方向に検索する範囲を設定するための閾値の入力を受ける閾値入力ステップと、
前記ソリッドモデルの表面の前記対向面を、当該表面から、当該表面の法線方向であって前記ソリッドモデルの実肉部の有る向きに、前記閾値を上限値として検索する対向面検索ステップと、
前記ソリッドモデルの表面と、前記対向面検索ステップによる検索の結果検出されたその対向面と、の対によって挟まれる前記ソリッドモデルの実肉部の内部における、当該表
面及びその対向面の中間の位置に中立面を生成する中立面生成ステップと、
前記ソリッドモデルの表面及び前記中立面生成ステップにより生成された中立面のフリーエッジを検出するフリーエッジ検索ステップと、
前記フリーエッジ検索ステップによる検索の結果検出されたフリーエッジを含む面を、当該フリーエッジから所定の延長距離だけ延長する延長ステップと、
前記延長ステップによって延長された中立面を含む全ての中立面のうちから互いに交差する中立面を検索する交差中立面検索ステップと、
前記交差中立面検索ステップによる検索の結果検出された交差する中立面同士の交線を生成する交線生成ステップと、
前記交線生成ステップによって生成された交線から、当該交線からの距離が前記延長距離以下の範囲内に存在するフリーエッジを検索する交線近傍フリーエッジ検索ステップと、
前記交線から、前記交線近傍フリーエッジ検索ステップによる検索の結果検出されたフリーエッジまでの面を削除する削除ステップと
を実行する設計支援方法。
【請求項４】
コンピュータに、
３次元形状のソリッドモデルを読み込む読込ステップと、
前記ソリッドモデルの表面に対して当該ソリッドモデルの実肉部を挟んで対向する対向面を、当該表面の法線方向に検索する範囲を設定するための閾値の入力を受ける閾値入力ステップと、
前記ソリッドモデルの表面の前記対向面を、当該表面から、当該表面の法線方向であって前記ソリッドモデルの実肉部の有る向きに、前記閾値を上限値として検索する対向面検索ステップと、
前記ソリッドモデルの表面と、前記対向面検索ステップによる検索の結果検出されたその対向面と、の対によって挟まれる前記ソリッドモデルの実肉部の内部における、当該表面及びその対向面の中間の位置に中立面を生成する中立面生成ステップと、
前記ソリッドモデルの表面及び前記中立面生成ステップにより生成された中立面のフリーエッジを検出するフリーエッジ検索ステップと、
前記フリーエッジ検索ステップによる検索の結果検出されたフリーエッジを含む面を、当該フリーエッジから所定の延長距離だけ延長する延長ステップと、
前記延長ステップによって延長された中立面を含む全ての中立面のうちから互いに交差する中立面を検索する交差中立面検索ステップと、
前記交差中立面検索ステップによる検索の結果検出された交差する中立面同士の交線を生成する交線生成ステップと、
前記交線生成ステップによって生成された交線から、当該交線からの距離が前記延長距離以下の範囲内に存在するフリーエッジを検索する交線近傍フリーエッジ検索ステップと、
前記交線から、前記交線近傍フリーエッジ検索ステップによる検索の結果検出されたフリーエッジまでの面を削除する削除ステップと
を実行させる設計支援プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、設計支援装置、方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータを用いて３次元形状を解析する方法として、有限要素解析が知られている。これは３次元形状物を小さな領域（有限要素）にメッシュ分割して解析する手法であり、ソリッド要素による解析とシェル要素による解析とがある。シェル要素による解析のために３次元形状のソリッドモデルから板厚方向成分を除去したシェルモデルを生成する必要がある。従来より、３次元形状のソリッドモデルから解析用のシェルモデルを生成する種々の方法が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、３次元形状のソリッドモデルの基準板厚寸法を入力する手段と、基準板厚以下の２面をペア面として認識する手段と、内部方向の法線方向にオフセット面を作成する手段と、オフセット面を縫合する手段と、を備える解析用シェルモデル作成装置が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、３次元形状のソリッドモデルを構成する板部材の表面と裏面との中間に中間面を作成する中間面作成部と、２つの中間面の間の隙間を埋めることにより解析モデルを生成する隙間充填部を備え、２つの中間面のうちの一方を他方の中間面に突き当たるまで延伸し、又は、２つの中間面が相互に突き当たるまで２つの中間面を延伸する解析モデル生成装置が記載されている。
【０００５】
特許文献３には、板金製品の幾何形状を表す板金モデルの板厚寸法を参照して、板金モデルを構成する複数の面のうち、板厚部を挟んで相互に対面する一対の一般面と、板厚面とを各々分離して認識する工程と、認識された一対の一般面を参照して板厚成分が除去された中間面を生成する工程と、中間面を構成する複数の面について各面間の接続状態を検索するとともにこの検索結果に基づき各面間の接続状態を内容とする面間接続関係テーブルを作成する工程と、中間面を構成する複数の各面を展開したときの部分展開面の形状を演算する工程と、作成された面間接続関係テーブルに基づいて部分展開面を順次生成する工程と、部分展開面間に存在する線分を除去することにより外周が１つの閉経路となる全体展開面を生成する工程と、を含む板金モデル展開方法が記載されている。
【０００６】
特許文献４には、３次元形状物の生成過程において３次元形状物の中立面に対応する一対の面に関する情報を面対情報として記憶し、面対情報に基づいて各３次元形状物要素の中立面を作成し、面対情報が記憶されていない場合には３次元形状物の面対の中で面間距離が最も短い面対に基づいて３次元形状物の中立面を作成する中立面作成システムが記載されている。
【特許文献１】特開２００４−２８７７０１号公報
【特許文献２】特開２００４−１１８６４６号公報
【特許文献３】特開平１１−１６９９５２号公報
【特許文献４】特開２００３−２２２８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
３次元形状のソリッドモデルのシェルモデルを生成する方法として、ソリッドモデルの実肉部を挟んで互いに対面する表面の対を指定し、対となった表面の中間に中立面を生成する方法がある。ところが、３次元形状が曲折部、分岐部又は突起部等を有する複雑な形
状の場合には、シェルモデルを構成するのに十分な中立面が得られなかったり、誤った中立面が生成されたりする場合がある。そのような場合には不足する中立面の作成や、誤って生成された中立面の修正作業を、オペレータがソリッドモデルのＣＡＤデータを参照しながら行う必要があった。そのため、３次元形状のソリッドモデルからシェルモデルを生成するための工数が増大するという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、３次元形状のソリッドモデルからシェルモデルを生成するのに要する工数を低減することを可能とする設計支援装置、方法及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の設計支援装置は、
３次元形状のソリッドモデルを読み込む読込手段と、
前記ソリッドモデルの表面に対して当該ソリッドモデルの実肉部を挟んで対向する対向面を、当該表面の法線方向に検索する範囲を設定するための閾値の入力を受ける閾値入力手段と、
前記ソリッドモデルの表面の前記対向面を、当該表面から、当該表面の法線方向であって前記ソリッドモデルの実肉部の有る向きに、前記閾値を上限値として検索する対向面検索手段と、
前記ソリッドモデルの表面と、前記対向面検索手段による検索の結果検出されたその対向面と、の対によって挟まれる前記ソリッドモデルの実肉部の内部における、当該表面及びその対向面の中間の位置に中立面を生成する中立面生成手段と、
前記ソリッドモデルの表面及び前記中立面生成手段により生成された中立面のフリーエッジを検索するフリーエッジ検索手段と、
前記フリーエッジ検索手段による検索の結果検出されたフリーエッジを含む面を、当該フリーエッジから所定の延長距離だけ延長する延長手段と、
前記延長手段によって延長された中立面を含む全ての中立面のうちから互いに交差する中立面を検索する交差中立面検索手段と、
前記交差中立面検索手段による検索の結果検出された交差する中立面同士の交線を生成する交線生成手段と、
前記交線生成手段によって生成された交線から、当該交線からの距離が前記延長距離以下の範囲内に存在するフリーエッジを検索する交線近傍フリーエッジ検索手段と、
前記交線から、前記交線近傍フリーエッジ検索手段による検索の結果検出されたフリーエッジまでの面を削除する削除手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
３次元形状に曲折部、分岐部又は突起部が存在する場合等、３次元形状の形状によっては、中立面生成手段によって生成される中立面のいくつかが、フリーエッジを有してソリッドモデルの実肉部内に断片的に存在する場合がある。そのような場合には中立面生成手段によって生成された中立面のみでは、連続した中立面から構成されるシェルモデルが得られない。
【００１１】
本発明の設計支援装置によれば、このようにソリッドモデルの実肉部内に断片的に存在する中立面のフリーエッジが検出され、当該フリーエッジを有する中立面がフリーエッジを起点として所定の延長距離だけ延長される。所定の延長距離は、指定を受け又は予め設定された距離とすることができる。例えばソリッドモデルの実肉部の板厚の典型値や、閾値入力手段によって入力された閾値又は当該閾値に基づいて算出される定数等とすることができる。
【００１２】
これにより、実肉部内に断片的に存在していた中立面同士が、延長された面によって連
結され、連結された中立面から成る連続したシェルモデルが得られる。
【００１３】
ここで、断片的に存在していた中立面同士の離間距離と延長手段による延長距離との大小関係によっては、延長手段によって延長された中立面の一部が、ソリッドモデルの好適なシェルモデルとしてははみ出した余分の面となる場合がある。この余分のはみ出した面は、中立面生成手段によって生成された中立面及び延長手段によって延長された中立面を含む全ての中立面のうちの交差する中立面同士の交線から外側にはみ出すように形成された面である。
【００１４】
本発明の設計支援装置によれば、この全ての中立面同士の交線と、当該交線からの距離が前記延長距離以下の範囲内に存在するフリーエッジとが検索され、検索の結果検出された交線とフリーエッジとによって定まる面が、余分のはみ出した面として、削除手段によって取り除かれる。従って、余分な面を含まない、ソリッドモデルの好適なシェルモデルを生成することができる。
【００１５】
以上説明したように、本発明の設計支援装置によれば、３次元形状のソリッドモデルを読み込んで閾値を入力することにより、自動的に、３次元形状のソリッドモデルのシェルモデルを生成することができる。従って３次元形状のソリッドモデルからシェルモデルを生成するのに要する工数を低減することが可能となる。
【００１６】
本発明の設計支援装置においては、対向面検索手段による検索により、中立面生成手段による中立面の生成の基礎となるソリッドモデルの表面及びその対向面の対が検出されるが、同一の或いは一部重複する中立面が生成され得る複数の対が検出されると、フリーエッジ検索手段や交差中立面検索手段による検索が適切に行われなくなる可能性がある。
【００１７】
そこで、本発明の設計支援装置の対向面検索手段は、
前記ソリッドモデルの表面を複数のグループに分けるグループ分け手段と、
前記各グループについて、グループに属する表面の対向面を、当該表面から、当該表面の法線方向であって前記ソリッドモデルの実肉部の有る向きに、前記閾値を上限値として、且つ、当該表面の属するグループ内の表面に検索範囲を限定して検索するグループ内対向面検索手段と、
前記各グループについて、グループに属する表面と前記グループ内対向面検索手段による検索の結果検出されたその対向面との対を、前記グループ内対向面検索手段による検索対象から除外する検索対象除外手段と、
を備え、前記各グループについて、グループに属する表面の対向面が前記グループ内対向面検索手段によって当該グループ内に検出されなくなるまで、前記グループ内対向面検索手段及び前記検索対象除外手段による処理を繰り返すようにしても良い。
【００１８】
グループ内対向面検索手段によってその対向面が検出された表面については、当該表面及びその対向面の対が、以降の当該グループ内における対向面の検索対象から除外されるので、同一の或いは一部重複する中立面が生成され得る複数の対が検出されることを抑制できる。
【００１９】
グループ内対向面検索手段及び検索対象除外手段による処理が繰り返されると、最終的に、グループ内に対向面の存在しない表面、すなわちどの表面との間にも中立面を生成することのできない表面が残る場合がある。そのような場合も、グループ内の全ての表面に対となる対向面が検出された場合も、グループ内対向面検索手段及び検索対象除外手段による処理を終了する。
【００２０】
そして、この繰り返し処理の過程で検出された表面及びその対向面の対について、前記
中立面生成手段による中立面の生成が実行されるので、同一の或いは一部重複する中立面が生成されることを抑制できる。
【００２１】
グループの個数や、同一グループに属させる表面の選択は、指定を受け又は予め設定されるようすることができる。
【００２２】
本発明は、コンピュータその他の装置、機械等が上記いずれかの処理を実行する方法であっても良い。また、本発明は、コンピュータその他の装置、機械等に、以上のいずれかの機能を実現させるプログラムをコンピュータ等が読み取り可能な記録媒体に記録したものであっても良い。
【００２３】
ここで、コンピュータが読み取り可能な記録媒体とは、データやプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的又は化学的作用によって蓄積し、コンピュータから読み取ることができる記録媒体を言う。
【００２４】
このような記録媒体のうちコンピュータから取り外し可能なものとしては、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ、ＤＡＴ、８ｍｍテープ、メモリカード等がある。また、コンピュータに固定された記録媒体としてハードディスクやＲＯＭ（リードオンリーメモリ）等がある。
【発明の効果】
【００２５】
本発明により、３次元ソリッドモデルからシェルモデルを生成するのに要する工数を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という）に係る設計支援技術について説明する。なお、以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。
【００２７】
図１は、本実施形態の設計支援装置１を示す。この設計支援装置１は、３次元形状のソリッドモデルからシェルモデルを生成する。なお、以下の説明では、説明を簡単にするため３次元形状の各部位の符号とそのソリッドモデルの符号とは同一とする。
【００２８】
図２は、本実施形態において、本実施形態の設計支援装置１によってソリッドモデルからシェルモデルを生成する対象となる３次元形状の断面を示す。図２の紙面に平行な方向がこの３次元形状２０の板厚方向であり、図２の紙面に垂直な方向に３次元形状２０の薄板形状が伸びているものとする。
【００２９】
図１に示すように、設計支援装置１は、読込手段１０を備えている。読込手段１０は、入力を受け又は予めハードディスク等の記憶装置に記憶されている３次元形状２０のソリッドモデル２０のＣＡＤデータを読み込む。
【００３０】
設計支援装置１は、更に、閾値設定手段１１を備えている。閾値設定手段１１は、入力を受け又は予めハードディスク等の記憶装置に記憶されている閾値ｋを設定する。この閾値ｋは、ソリッドモデル２０の表面に対して当該ソリッドモデル２０の実肉部を挟んで対向する対向面を、当該表面の法線方向に検索する範囲を設定するための閾値である。閾値ｋは、ソリッドモデル２０の板厚寸法の典型値又は最大値とする。或いはオペレータが任意に入力した値としても良い。
【００３１】
設計支援装置１は、更に、対向面検索手段１２を備えている。対向面検索手段１２は、
ソリッドモデル２０の表面の対向面を、当該表面から、当該表面の法線方向であってソリッドモデル２０の実肉部の有る向きに、閾値設定手段１１によって設定した閾値ｋを上限値として検索する。
【００３２】
この対向面検索手段１２による処理例を、図２の紙面上部の断面略Ｔ字形状の部分について説明すると、ソリッドモデル２０の表面２１の対向面を、当該表面２１から、当該表面２１の法線方向であってソリッドモデル２０の実肉部２３の有る向き２４に検索する。この時の検索範囲は、表面２１から法線方向２４に沿って閾値ｋを超えない範囲である。この例では、対向面検索手段１２による検索の結果、表面２１に実肉部２３を挟んで対面する対向面２２が検出される。
【００３３】
このように、対向面検索手段１２によって、ソリッドモデル２０の各表面に対応する対向面が検索されていき、表面及びその対向面の対（以下、面対という）が決定されていく。
【００３４】
ここで、本実施形態に係る設計支援装置１の対向面検索手段１２は、図１に示すように、グループ分け設定手段１２１を有している。グループ分け設定手段１２１は、ソリッドモデル２０の表面を複数のグループに分ける。
【００３５】
このグループ分け設定手段１２１による処理例を、図２に示したソリッドモデル２０について説明すると、ソリッドモデル２０を部分形状Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆに分割し、各部分形状の表面を一つのグループに属する表面として扱う。この部分形状は、例えば、図２に示すように、個々の部分形状が、屈曲部、分岐部、突起部等の中立面を生成しにくい形状をなるべく含まない単純な形状となるように設定することができる。或いは、後述する中立面生成処理によって全部又は一部が重複するような中立面がなるべく生成されないように部分形状を設定するようにしても良い。このグループ分けの処理は、入力を受け又は予めハードディスク等の記憶装置に記憶されているグループ分けの情報に基づいて行う。
【００３６】
対向面検索手段１２は、更に、グループ内対向面検索手段１２２を有している。グループ内対向面検索手段１２２は、グループ分け設定手段１２１によって分けられた各グループについて、グループに属する表面の対向面を、当該表面から、当該表面の法線方向であってソリッドモデル２０の実肉部の有る向きに、閾値設定手段１１によって設定された閾値ｋを上限値として、且つ、当該表面の属するグループ内の表面に検索範囲を限定して検索する。
【００３７】
このグループ内対向面検索手段１２２による処理例を、図２の部分形状Ａに対応するグループ（以下、グループＡという）について説明すると、グループＡに属する表面は、表面２１、２２、２５、２６、２７、２８、２９である。グループ内対向面検索手段１２２は、例えば部分形状Ａの表面２１に実肉部２３を挟んで対向する対向面を、検索範囲を前記表面２１、２２、２５、２６、２７、２８、２９に限定して検索する。従って、例えば部分形状Ｂに対応するグループＢに属する表面である表面３０、３１等は、グループＡについてのグループ内対向面検索手段１２２による検索処理においては検索対象とされない。また、検索範囲は閾値ｋを超えない範囲内にも限定されるので、グループＡの表面２１に対向する対向面２２や、表面２５に対向する対向面２６が、検索の結果検出されるが、表面２８や表面２９に対向する対向面は検索の結果検出されることはない。
【００３８】
対向面検索手段１２は、更に、検索対象除外手段１２３を有している。検索対象除外手段１２３は、グループ分け設定手段１２１によって分けられた各グループについて、グループに属する表面と前記グループ内対向面検索手段１２２による検索の結果検出されたそ
の対向面との対（以下、面対という）を、前記グループ内対向面検索手段１２２による検索対象から除外する。
【００３９】
そして、対向面検索手段１２は、各グループについて、グループに属する表面の対向面が前記グループ内対向面検索手段１２２によって当該グループ内に検出されなくなるまで、前記グループ内対向面検索手段１２２による処理及び前記検索対象除外手段１２３による処理を繰り返す。
【００４０】
この検索対象除外手段１２３による処理例を、図２の部分形状Ａに対応するグループＡについて説明すると、例えば、グループＡに属する表面２１の対向面がグループ内対向面検索手段１２２によって検索され、対向面２２が検出されると、表面２１及び対向面２２の面対が、グループＡについてのグループ内対向面検索手段１２２による検索対象から除外される。
【００４１】
従って、グループ内対向面検索手段１２２による次の処理では、例えば、表面２５の対向面が、表面２６、２７、２８、２９の中から検索される。ここでは、検索の結果、表面２６が表面２５の対向面として検出される。すると、表面２５及びその対向面２６の面対が、グループＡについてのグループ内対向面検索手段１２２による検索対象から除外される。
【００４２】
従って、グループ内対向面検索手段１２２による次の処理では、例えば、表面２７の対向面が、表面２８、２９の中から検索される。グループ内対向面検索手段１２２は、表面２７の法線方向であって実肉部２３の有る向きに閾値ｋ（典型的には部分形状Ａの板厚）の範囲内で表面２７に対向する対向面を検索するが、図２に示すように、グループＡ内に当該検索条件を満たす表面２７の対向面は存在しない。従って、検索の結果表面２７の対向面は検出されない。
【００４３】
次に、グループ内対向面検索手段１２２は、表面２８の対向面を、表面２７、２９の中から検索する。すなわち、表面２８の法線方向であって実肉部２３の有る向きに閾値ｋの範囲内で表面２８の対向面を検索するが、図２に示すように、表面２８の実肉部２３を挟んで法線方向に存在する表面２９は閾値ｋを超える位置にあるため、グループＡ内に当該検索条件を満たす表面２８の対向面は存在しない。従って、検索の結果表面２８の対向面は検出されない。表面２９についても同様である。
【００４４】
以上のように、グループ内対向面検索手段１２２による処理及び検索対象除外手段１２３による処理を、グループ内の表面の対向面がそのグループ内に検出されなくなるまで繰り返す。そして、この処理を全てのグループＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆについて実行する。このように、ソリッドモデル２０の表面を複数のグループに分けて表面及び対向面の面対を決定していくようにすることにより、面対に対して行われる後述する中立面の生成において、一部又は全部が重複する複数の中立面が生成されることを抑制できる。
【００４５】
設計支援装置１は、更に、中立面生成手段１３を備えている。中立面生成手段１３は、ソリッドモデル２０の表面と、前記対向面検索手段１２による検索の結果検出されたその対向面と、の面対によって挟まれるソリッドモデル２０の実肉部の内部における、当該表面及びその対向面の中間の位置に中立面を生成する。
【００４６】
この中立面生成手段１３による処理例を、図３に基づいて説明する。上述した対向面検索手段１２の処理により、グループＡについて表面２１及びその対向面２２の面対と、表面２５及びその対向面２６の面対と、が決定される。そして、中立面生成手段１３によって、図３に示すように、表面２１及びその対向面２２の面対によって挟まれるソリッドモ
デル２０の実肉部２３の内部における、表面２１及びその対向面２２の中間の位置に中立面２０１が生成される。更に、表面２５及びその対向面２６の面対によって挟まれるソリッドモデル２０の実肉部２３の内部における、表面２５及びその対向面２６の中間の位置に中立面２０２が生成される。
【００４７】
同様に、図３に示すように、対向面検索手段１２の処理によりグループＢについて決定された面対（表面３０及び３１）の中間の位置に中立面３０１が生成される。グループＣについて決定された面対（表面４０及び４１）の中間の位置に中立面４０１が生成される。グループＤについて決定された面対（表面５０及び５１）の中間の位置に中立面５０１、面対（表面６０及び６１）の中間の位置に中立面６０１が生成される。グループＥについて決定された面対（表面７０及び７１）の中間の位置に中立面７０１、面対（表面７２及び７３）の中間の位置に中立面７０２が生成される。グループＦについて決定された面対（表面８０及び８１）の中間の位置に中立面８０１、面対（表面８２及び８３）の中間の位置に中立面８０２が生成される。
【００４８】
図３に示すように、中立面生成手段１３によって生成される中立面２０１、２０２、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１、７０２、８０１、８０２の集合は、ソリッドモデル２０の実肉部内に断片的に存在していて不連続である。従って、中立面生成手段１３によって生成される中立面だけでは、連続した中立面によって構成されたシェルモデルは得られない。
【００４９】
設計支援装置１は、更に、フリーエッジ検索手段１４を備えている。フリーエッジ検索手段１４は、ソリッドモデル２０の表面及び中立面生成手段１３により生成された中立面のフリーエッジを検索する。
【００５０】
このフリーエッジ検索手段１４による処理例を、図４に基づいて説明する。図４を参照すると、グループＡについて生成された中立面２０１の辺２２１及び２１１、中立面２０２の辺２１２及び２２２のうち、辺２１１及び２１２がフリーエッジとなっている。グループＢについて生成された中立面３０１の辺３１１及び３２１は、両方ともフリーエッジとなっている。グループＣについて生成された中立面４０１の辺４１１及び４２１は、両方ともフリーエッジとなっている。グループＤについて生成された中立面５０１の辺５１１及び５２１、中立面６０１の辺６１１及び６２１のうち、辺５１１及び６２１がフリーエッジとなっている。グループＥについて生成された中立面７０１の辺７１１及び７２１、中立面７０２の辺７１２及び７２２のうち、辺７２１、７１２及び７２２がフリーエッジとなっている。グループＦについて生成された中立面８０１の辺８１１及び８２１、中立面８０２の辺８１２及び８２２のうち、辺８１１及び８２２がフリーエッジとなっている。図４においてフリーエッジは黒点、そうでない辺は白抜きの点で示している。従って、この場合、フリーエッジ検索手段１４による検索の結果、フリーエッジとして辺２１１、２１２、３１１、３２１、４１１、４２１、５１１、６２１、７２１、７１２、７２２、８１１、８１２が検出される。
【００５１】
設計支援装置１は、更に、延長手段１５を備えている。延長手段１５は、フリーエッジ検索手段１４による検索の結果検出されたフリーエッジを含む面を、当該フリーエッジから予め定められ又は入力された延長距離Ｌだけ延長する。延長距離Ｌはソリッドモデル２０の板厚寸法の典型値とすることができる。或いは閾値設定手段１１によって設定された閾値ｋと等しい値又は閾値ｋに対して所定の演算処理を施した値とすることができる。
【００５２】
この延長手段１５による処理例を、図５に基づいて説明する。例えば、フリーエッジ検索手段１４による検索の結果検出されたフリーエッジ２１１を含む中立面２０１は、当該フリーエッジ２１１を起点として図５の紙面右方向に延長距離Ｌだけ延長される。その結
果、中立面２０１のフリーエッジだった辺２１１は辺２１１’に移動する。同様に、フリーエッジ検索手段１４による検索の結果検出されたフリーエッジ２１２を含む中立面２０２は、当該フリーエッジ２１２を起点として図５の紙面左方向に延長距離Ｌだけ延長される。その結果、中立面２０２のフリーエッジだった辺２１２は辺２１２’に移動する。
【００５３】
フリーエッジ検索手段１４による検索の結果検出されたフリーエッジ３１１及び３２１を含む中立面３０１は、フリーエッジ３１１を起点として図５の紙面上方向に延長されるとともに、フリーエッジ３２１を起点として図５の紙面下方向に延長される。その結果、中立面３０１のフリーエッジだった辺３１１は辺３１１’に移動するとともに、フリーエッジだった辺３２１は辺３２１’に移動する。
【００５４】
フリーエッジ検索手段１４による検索の結果検出されたフリーエッジ４１１及び４２１を含む中立面４０１は、フリーエッジ４１１を起点として図５の紙面左方向に延長されるとともに、フリーエッジ４２１を起点として図５の紙面右方向に延長される。その結果、中立面４０１のフリーエッジだった辺４１１は辺４１１’に移動するとともに、フリーエッジだった辺４２１は辺４２１’に移動する。
【００５５】
フリーエッジ検索手段１４による検索の結果検出されたフリーエッジ５１１及び６２１を含む中立面５０１及び６０１は、中立面５０１がフリーエッジ５１１を起点として図５の紙面上方向に延長されるとともに、フリーエッジ６２１を起点として図５の紙面上でフリーエッジ６２１における中立面６０１の接線方向に延長される。その結果、中立面５０１のフリーエッジだった辺５１１は辺５１１’に移動するとともに、中立面６０１のフリーエッジだった辺６２１は辺６２１’に移動する。
【００５６】
フリーエッジ検索手段１４による検索の結果検出されたフリーエッジ７２１を含む中立面７０１は、フリーエッジ７２１を起点として図５の紙面上でフリーエッジ７２１における中立面７０１の接線方向に延長される。その結果、中立面７０１のフリーエッジだった辺７２１は辺７２１’に移動する。同様に、フリーエッジ検索手段１４による検索の結果検出されたフリーエッジ７１２及び７２２を含む中立面７０２は、フリーエッジ７１２を起点として図５の紙面上でフリーエッジ７１２における中立面７０２の接線方向に延長されるとともに、フリーエッジ７２２を起点として図５の紙面上でフリーエッジ７２２における中立面７０２の接線方向に延長される。その結果、中立面７０２のフリーエッジだった辺７１２は辺７１２’に移動するとともに、辺７２２は辺７２２’に移動する。
【００５７】
フリーエッジ検索手段１４による検索の結果検出されたフリーエッジ８１１を含む中立面８０１は、フリーエッジ８１１を起点として図５の紙面上でフリーエッジ８１１における中立面８０１の接線方向に延長される。その結果、中立面８０１のフリーエッジだった辺８１１は辺８１１’に移動する。同様に、フリーエッジ検索手段１４による検索の結果検出されたフリーエッジ８２２を含む中立面８０２は、フリーエッジ８２２を起点として図５の紙面上でフリーエッジ８２２における中立面８０２の接線方向に延長される。その結果、中立面８０２のフリーエッジだった辺８２２は辺８２２’に移動する。
【００５８】
このように、延長手段１５によってフリーエッジを含む中立面がそのフリーエッジを起点として延長されることにより、図４に示すような断片的だった中立面同士が延長面により連結され、図５に示すような連続した中立面によって構成されたシェルモデルが生成される。しかしながら、図５に示すように、延長手段１５によって延長された箇所において、断片的に存在していた中立面同士の離間距離と、延長手段１５による延長距離Ｌとの大小関係によっては、ソリッドモデル２０の好適なシェルモデルとしては余分なはみ出した面が生成されている。従って、断片的に存在している中立面を延長手段１５によってフリーエッジを起点として延長するだけでは、ソリッドモデル２０の好適なシェルモデルを得
られない場合がある。
【００５９】
設計支援装置１は、更に、交差中立面検索手段１６を備えている。交差中立面検索手段１６は、延長手段１５によって延長された中立面を含む全ての中立面のうちから互いに交差する中立面を検索する。
【００６０】
この交差中立面検索手段１６による処理例を、図６に基づいて説明する。図６を参照すると、延長手段１５によって延長された中立面２０１、２０２及び３０１は、交線９１において交差している。延長手段１５によって延長された中立面３０１及び４０１は、交線９２において交差している。延長手段１５によって延長された中立面４０１及び５０１は、交線９３において交差している。延長手段１５によって延長された中立面６０１、７０１及び７０２は、交線９４において交差している。延長手段１５によって延長された中立面７０２、８０１及び８０２は、交線９５において交差している。従って、この場合、交差中立面検索手段１６による検索の結果、互いに交差する中立面として、延長後の中立面２０１、２０２及び３０１、延長後の中立面３０１及び４０１、延長後の中立面４０１及び５０１、延長後の中立面６０１、７０１及び７０２、延長後の中立面７０２、８０１及び８０２が検出される。
【００６１】
設計支援装置１は、更に、交線生成手段１７を備えている。交線生成手段１７は、交差中立面検索手段１６による検索の結果検出された互いに交差する中立面同士の交線を生成する。
【００６２】
この交線生成手段１７による処理例を、図６に基づいて説明する。上述のように、交差中立面検索手段１６による検索の結果検出された互いに交差する中立面２０１、２０２及び３０１は、交線９１において交差する。従って、図６に示すように、交線生成手段１７により、交線９１が生成される。また、交差中立面検索手段１６による検索の結果検出された互いに交差する中立面３０１及び４０１は、交線９２において交差する。従って、図６に示すように、交線生成手段１７により、交線９２が生成される。交差中立面検索手段１６による検索の結果検出された互いに交差する中立面４０１及び５０１は、交線９３において交差する。従って、図６に示すように、交線生成手段１７により、交線９３が生成される。交差中立面検索手段１６による検索の結果検出された互いに交差する中立面６０１、７０１及び７０２は、交線９４において交差する。従って、図６に示すように、交線生成手段１７により、交線９４が生成される。交差中立面検索手段１６による検索の結果検出された互いに交差する中立面７０２、８０１及び８０２は、交線９５において交差する。従って、図６に示すように、交線生成手段１７により、交線９５が生成される。
【００６３】
設計支援装置１は、更に、交線近傍フリーエッジ検索手段１８を備えている。交線近傍フリーエッジ検索手段１８は、交線生成手段１７によって生成された交線から、当該交線からの距離が前記延長距離Ｌ以下の範囲内に存在するフリーエッジを検索する。
【００６４】
この交線近傍フリーエッジ検索手段１８による処理例を、図７に基づいて説明する。図７を参照すると、交線９１の近傍にはフリーエッジ３１１’が存在する。また、交線９２の近傍にはフリーエッジ４１１’及び３２１’が存在する。交線９３の近傍にはフリーエッジ５１１’及び４２１’が存在する。交線９４の近傍にはフリーエッジ６２１’が存在する。交線９５の近傍にはフリーエッジ７２２’が存在する。従って、交線近傍フリーエッジ検索手段１８による検索の結果、
交線９１近傍に存在するフリーエッジとしてフリーエッジ３１１’が検出され、交線９２近傍に存在するフリーエッジとしてフリーエッジ４１１’及び３２１’が検出され、交線９３近傍に存在するフリーエッジとしてフリーエッジ５１１’及び４２１’が検出され、交線９４近傍に存在するフリーエッジとしてフリーエッジ６２１’が検出され、交線９５
近傍に存在するフリーエッジとしてフリーエッジ７２２’が検出される。
【００６５】
設計支援装置１は、更に、削除手段１９を備えている。削除手段１９は、交線生成手段１７により生成された交線から、交線近傍フリーエッジ検索手段１８による検索の結果検出されたフリーエッジまでの面を削除する。
【００６６】
この削除手段１９による処理例を、図８に基づいて説明する。図８に示すように、削除手段１９は、交線生成手段１７により生成された交線９１から、交線近傍フリーエッジ検索手段１８による検索の結果検出された交線９１近傍のフリーエッジ３１１’までの面９１１を削除する。また、削除手段１９は、交線生成手段１７により生成された交線９２から、交線近傍フリーエッジ検索手段１８による検索の結果検出された交線９２近傍のフリーエッジ４１１’までの面９２１を削除するとともに、交線生成手段１７により生成された交線９２から、交線近傍フリーエッジ検索手段１８による検索の結果検出された交線９２近傍のフリーエッジ３２１’までの面９２２を削除する。また、削除手段１９は、交線生成手段１７により生成された交線９３から、交線近傍フリーエッジ検索手段１８による検索の結果検出された交線９３近傍のフリーエッジ５１１’までの面９３１を削除するとともに、交線生成手段１７により生成された交線９３から、交線近傍フリーエッジ検索手段１８による検索の結果検出された交線９３近傍のフリーエッジ４２１’までの面９３２を削除する。また、削除手段１９は、交線生成手段１７により生成された交線９４から、交線近傍フリーエッジ検索手段１８による検索の結果検出された交線９４近傍のフリーエッジ６２１’までの面９４１を削除する。また、削除手段１９は、交線生成手段１７により生成された交線９５から、交線近傍フリーエッジ検索手段１８による検索の結果検出された交線９５近傍のフリーエッジ７２２’までの面９５１を削除する。
【００６７】
このように削除手段１９によって余分なはみ出した面が取り除かれ、図９に示すように、ソリッドモデル２０の形状を精度良く表したシェルモデル２１が得られる。
【００６８】
以上説明した設計支援装置１は、ＣＰＵ、メモリ、ハードディスク、表示装置、入力装置（例えば、ポインティングデバイス、キーボード）等を有するコンピュータ上でコンピュータプログラムを実行することにより実現される。
【００６９】
図１０は、設計支援装置１の処理フローを示す。
【００７０】
まず、ステップＳ１００において、読込手段１０は、３次元形状のソリッドモデルのＣＡＤデータを読み込む。
【００７１】
次に、ステップＳ１０１において、閾値設定手段１１は、ソリッドモデル２０の表面に対してソリッドモデル２０の実肉部を挟んで対向する対向面を、当該表面の法線方向に検索する範囲を設定するための閾値ｋを設定する。
【００７２】
次に、ステップＳ１０２において、対向面検索手段１２は、ソリッドモデル２０の表面の対向面を、当該表面から、当該表面の法線方向であってソリッドモデル２０の実肉部の有る向きに、閾値設定手段１１によって設定した閾値ｋを上限値として検索する。この対向面検索手段１２の処理では、グループ分け設定手段１２１によるソリッドモデル２０の表面のグループ分けの処理が行われる。そして、グループ内対向面検索手段１２２により各グループに属する表面に対向する対向面の検索が当該グループ内に検索対象を限定して実行され、更に検索の結果対向面が検出された表面及びその対向面の対を対向面の検索対象から除外していく検索対象除外手段１２３の処理が行われる。これら処理を全グループについて、対向面が検出されなくなるまで繰り返す。
【００７３】
次に、ステップＳ１０３において、中立面生成手段１３は、ソリッドモデル２０の表面と、対向面検索手段１２による検索の結果検出された対向面と、の面対によって挟まれるソリッドモデル２０の実肉部の内部における、当該表面及び対向面の中間の位置に中立面を生成する。
【００７４】
次に、ステップＳ１０４において、フリーエッジ検索手段１４は、中立面生成手段１３により生成された中立面と元のソリッドモデル２０の表面とからフリーエッジを検索する。
【００７５】
次に、ステップＳ１０５において、延長手段１５は、フリーエッジ検索手段１４による検索の結果検出されたフリーエッジを含む面を、当該フリーエッジから予め定められ又は入力された延長距離Ｌだけ延長する。
【００７６】
次に、ステップＳ１０６において、交差中立面検索手段１６は、延長手段１５により延長された中立面を含む全ての中立面のうちから互いに交差する中立面を検索する。
【００７７】
次に、ステップＳ１０７において、交線生成手段１７は、交差中立面検索手段１６による検索の結果検出された互いに交差する中立面同士の交線を生成する。
【００７８】
次に、ステップＳ１０８において、交線近傍フリーエッジ検索手段１８は、交線生成手段１７により生成された交線から、当該交線からの距離が前記延長距離以下の範囲内に存在するフリーエッジを検索する。
【００７９】
次に、ステップＳ１０９において、削除手段１９は、交線生成手段１７により生成された交線から、交線近傍フリーエッジ検索手段１８による検索の結果検出されたフリーエッジまでのはみ出した余分の面を削除する。
【００８０】
以上により処理が終了する。
【００８１】
本実施形態に係る設計支援装置１によれば、３次元形状のソリッドモデル２０のＣＡＤデータ及び中立面を生成するための対となる面を検索する範囲を設定するための閾値を指定することにより、ソリッドモデル２０のシェルモデル２１を自動的に生成できる。従って、ソリッドモデルからシェルモデルを生成するために必要な工数を低減することが可能となる。
【００８２】
なお、上記実施形態に係る設計支援装置１の対向面検索手段１２では、ソリッドモデル２０の表面を複数のグループに分けて、各グループ内で対向面の検索を行い、且つ、グループ内の表面及び検出された当該表面の対向面の対を以降の検索対象から除外する処理を行う例について説明したが、このような表面のグループ分けは本発明の設計支援装置において必須ではない。また、表面のグループ分けと検出された面対の検索対象から除外とのいずれかのみを行っても良いし、いずれも行わなくても良い。本発明の特徴点は、中立面生成手段により生成された最も基本的な中立面に対して、フリーエッジの検索を行い、検出されたフリーエッジを起点として中立面を延長し、延長された中立面同士の交線からはみ出した面を削除する（トリムする）点にある。
【００８３】
本発明は、以上のいずれかの処理をコンピュータに実行させるプログラムであっても良い。また、本発明は、そのようなプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリカード等であっても良い。また、本発明は、コンピュータがそのような処理を実行する方法として実現しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施形態に係る設計支援装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る設計支援装置によるシェルモデルの生成処理の対象となるソリッドモデルの断面図であり、特に対向面の検索処理例を説明するための図である。
【図３】本発明の実施形態に係る設計支援装置によるシェルモデルの生成処理の対象となるソリッドモデルの断面図であり、特に中立面の生成処理例を説明するための図である。
【図４】本発明の実施形態に係る設計支援装置によるシェルモデルの生成処理の対象となるソリッドモデルの断面図であり、特にフリーエッジの検索処理例を説明するための図である。
【図５】本発明の実施形態に係る設計支援装置によるシェルモデルの生成処理の対象となるソリッドモデルの断面図であり、特にフリーエッジを起点とした中立面の延長処理例を説明するための図である。
【図６】本発明の実施形態に係る設計支援装置によるシェルモデルの生成処理の対象となるソリッドモデルの断面図であり、特に中立面同士の交線の検索処理例を説明するための図である。
【図７】本発明の実施形態に係る設計支援装置によるシェルモデルの生成処理の対象となるソリッドモデルの断面図であり、特に交線近傍のフリーエッジの検索処理例を説明するための図である。
【図８】本発明の実施形態に係る設計支援装置によるシェルモデルの生成処理の対象となるソリッドモデルの断面図であり、特に延長された中立面の余分なはみ出し面の削除処理例を説明するための図である。
【図９】本発明の実施形態に係る設計支援装置によるシェルモデルの生成処理の対象となるソリッドモデルの断面図であり、特に最終的に生成されたシェルモデルを説明するための図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る設計支援装置によるソリッドモデルのシェルモデル生成処理に係るフローチャートである。
【符号の説明】
【００８５】
１  設計支援装置
１０  読込手段
１１  閾値設定手段
１２  対向面検索手段
１３  中立面生成手段
１４  フリーエッジ検索手段
１５  延長手段
１６  交差中立面検索手段
１７  交線生成手段
１８  交線近傍フリーエッジ検索手段
１９  削除手段
２０  ３次元形状、３次元形状のソリッドモデル
２３  実肉部
２４  法線方向
２１，２２，２５，２６，２７，２８，２９  表面
３０，３１  表面
４０，４１  表面
５０，５１  表面
６０，６１  表面
７０，７１，７２，７３  表面
８０，８１，８２，８３  表面
９１，９２，９３，９４，９５  交線
１２１  グループ分け設定手段
１２２  グループ内対向面検索手段
１２３  検索対象除外手段
２１０  シェルモデル
２０１，２０２  中立面
３０１  中立面
４０１  中立面
５０１  中立面
６０１  中立面
７０１，７０２  中立面
８０１，８０２  中立面
２１１，２１２，２２１，２２２  辺
３１１，３２１  辺
４１１，４２１  辺
５１１，５２１  辺
６１１，６２１  辺
７１１，７１２，７２１，７２２  辺
８１１，８１２，８２２  辺
２１１，２１２  フリーエッジ
３１１，３２１  フリーエッジ
４１１，４２１  フリーエッジ
５１１  フリーエッジ
６２１  フリーエッジ
７１２，７２１，７２２  フリーエッジ
８１１，８２２  フリーエッジ
２１２’，２１１’  延長面の辺
３１１’，３２１’  延長面の辺
４１１’，４２１’  延長面の辺
５１１’  延長面の辺
６２１’  延長面の辺
７１２’，７２１’，７２２’  延長面の辺
８１１’，８２２’  延長面の辺
９１１，９２１，９２２，９３１，９３２，９４１，９５１  はみ出し面
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ  部分形状、グループ
ｋ  閾値
Ｌ  延長距離
【図１】
2010108408.tif 000003
【図２】
2010108408.tif 000004
【図３】
2010108408.tif 000005
【図４】
2010108408.tif 000006
【図５】
2010108408.tif 000007
【図６】
2010108408.tif 000008
【図７】
2010108408.tif 000009
【図８】
2010108408.tif 000010
【図９】
2010108408.tif 000011
【図１０】
2010108408.tif 000012